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聚氨酯涂料水性交联扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-4-2 14:36:05
通过添加聚氨酯涂料水性交联扩链剂,可以制得部分支化和交联的聚氨酯涂料,使聚氨酯涂料含有可以发生化学反应的官能团,经热处理后产生化学交联的胶膜。

通过在扩链过程中引入了适量的聚氨酯涂料水性交联扩链剂对聚氨酯涂料分散体系进行了交联改性,制得了具有交联结构的聚氨酯涂料乳液,对添加了聚氨酯涂料水性交联扩链剂的聚氨酯涂膜进行耐水性、硬度、乳液粒度和接触角等分析以及研究了各种原料对涂膜耐水性等性能的影响。结果表明,当E-20、二羟甲基丙酸和MMA在聚氨酯涂料分散体系中的质量分数分别为6%、7.5%和20%时,合成的聚氨酯涂料黏度适中,胶膜具有良好的力学性能,耐水性大幅提高。

交联共混改性法是在预先准备的丙烯酸酯乳液和聚氨酯涂料乳液中加入交联剂,进行机械搅拌后,使二者均匀混合并发生化学交联的方法。

Okamoto Y.等采用丙烯酸β-羧乙酯(β-CEA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)等羧基单体与HEMA、MMA、丙烯酸丁酯(BA)反应,合成出羟基丙烯酸酯树脂分散体。同时研究了交联剂Bayhydur3100与其按照n(—NCO)/n(—OH)=1∶1配制的双组分聚氨酯涂料的性能。

试验结果表明,以丙烯酸和甲基丙烯酸为羧基单体的涂料交联容易在涂膜中形成吸湿区,促使水与—NCO反应生成CO2气泡。而使用丙烯酸β-羧乙酯则不易形成吸湿区,涂膜表面效果优异。孙芳等用丙烯酸酯对聚氨酯涂料进行了改性,研究了n(—NCO)/n(—OH)、软硬单体质量比、聚氨酯涂料含量、DMPA对丙烯酸酯聚氨酯涂料及其膜的性能的影响。试验数据显示,聚丙烯酸酯与聚氨酯涂料链段具有优异的相容性,丙烯酸酯聚氨酯涂料复合乳液胶粒呈核壳型结构。



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当n(—NCO)/n(—OH)为5∶1、亲水性扩链剂二羟甲基丙酸的质量分数为5.8%、聚氨酯质量分数为80%及m(MMA)/m(2-EHA)为1∶4时,所得到的丙烯酸酯聚氨酯涂料复合乳液及其胶膜综合性能优异。

交联改性是指在聚合物中引入可以与聚合物分子链中发生交联作用的物质,将线型聚氨酯大分子通过化学键连接的形式使聚氨酯树脂形成网状结构。交联改性后的聚氨酯涂料的耐溶剂性和耐水性得以提高。根据交联方法的差异,可以分为内交联法、外交联法。

外交联法改性聚氨酯涂料原理为将聚氨酯涂料与交联剂均匀混合,成膜过程发生化学反应,形成交联结构。

陈长钦等采用自乳化合成了一系列的聚氨酯涂料乳液并考察了时间、温度、反应温度和反应时间对反应效果的影响,以及DMPA的用量、n(—NCO)/n(—OH)和中和度对乳液性能的影响。试验结果显示,当时间为1甲h、温度为60 ℃、反应时间为2 h、反应温度为75 ℃时,可以保证生产周期和反应的速率;DMPA用量为3%,n(—NCO)/n(—OH)=2时,制得的改性聚氨酯涂料乳液性能优异,稳定性良好,并且具有防水透湿功能,可用于制作能够满足人们在恶劣环境中作业所需的衣物。

改性聚氨酯涂料涂料涂膜的耐水性、耐溶剂性、硬度和柔韧性等指标已经追赶上甚至超越了传统的溶剂型聚氨酯涂料,目前已经广泛应用于木材、汽车和建筑等诸多领域。随着聚氨酯涂料越来越深入和广泛的应用,对其各项性能的指标要求也越来越高。

预计将会有更大的资金投入到聚氨酯涂料的科研项目中,使聚氨酯涂料的研发朝高技术、多功能民用材料方向发展。在未来的胶黏剂和涂料行业中,谁掌握了聚氨酯涂料的核心技术,谁将在该领域中独占鳌头。


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